物理所等重費米子體系局域近藤散射研究取得進展

　　重費米子現象通常出現于含有稀土或錒系元素的化合物中，在熱力學、輸運、磁性等實驗上表現出巨大的電子有效質量，多數情況下其基態可以在朗道費米液體理論的框架內進行描述。作為典型的電子關聯效應，該現象的微觀原因是基于傳導電子和局域f磁矩之間的近藤散射以及由晶格周期性導致的近藤散射間的位相相干性。在極低溫下的mK溫度領域內，重費米子化合物具有重整化的平緩能帶結構。由于磁性f電子的參與，重費米子超導體一直是該領域被關注的熱點。此外，重費米子化合物的量子臨界現象以及非費米液體現象也是目前國際上的研究熱點。但是，關于這類化合物中高溫非相干的近藤散射過程如何演變為低溫下相干的重費米子能帶結構目前仍舊存在分歧。從通常的熱或電輸運測量的角度來看，雖然可以分析出近藤效應的貢獻，但是很難定量地研究近藤散射過程隨溫度的演變。

　　最近，中科院物理研究所/北京凝聚態物理國家實驗室（籌）極端條件物理實驗室“百人計劃”研究員孫培杰和德國馬普固態化學物理研究所的F. Steglich教授合作，采用輸運測量手段，在重費米子化合物近藤散射的觀察上取得了重要進展。他們通過構建精密的低溫磁場下輸運測量系統，在國際上首次用能勢特效應對近藤散射的頻率非對稱性進行了研究。結合理論分析，首次提出了在重費米子化合物局域散射過程中，其異常霍爾效應和巨大熱電效應，以及能勢特效應之間應該符合一個定量關系，即熱電系數=能勢特系數/霍爾遷移率。他們將這一分析成功地應用到了典型的重費米子化合物CeCu2Si2中。這一結果明確揭示了在廣域溫區范圍內重費米子體系中近藤散射過程的局域性，以及近藤散射的頻率非對稱性是控制熱電輸運的微觀原因，而不需要再考慮重整化的能帶結構。 因為這一研究手法可以簡單地分離出關聯效應引起的非對稱散射對輸運的影響，所以該結果對研究強關聯化合物中異常熱電效應、預言基于電子關聯的新型熱電材料將起到積極作用。

　　相關工作發表在近期《物理評論快報》(Phys. Rev. Lett. 110，216408 2013)上。

　　該研究得到了中科院“百人計劃”項目和科技部量子調控項目的支持。

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